Video: Intel 3D XPoint Technology (Oktober 2024)
Pada Intel Developer Forum tahun ini, perusahaan mengungkapkan rincian teknis tambahan tentang memori 3D XPoint yang akan datang, yang berpotensi untuk benar-benar mengubah arsitektur PC dengan mengisi celah antara memori utama dan penyimpanan tradisional.
Intel dan Micron, yang bersama-sama menciptakan memori baru dan berencana untuk memproduksinya di fasilitas usaha patungan di Lehi, Utah, mengatakan bahwa 3D XPoint 1.000 kali lebih cepat daripada NAND flash dan 10 kali kepadatan DRAM. Dengan demikian, ini bisa menjadi alternatif yang lebih cepat untuk memori flash NAND saat ini, yang memiliki banyak kapasitas dan relatif murah, atau berfungsi sebagai pengganti atau tambahan untuk DRAM tradisional, yang lebih cepat tetapi memiliki kapasitas terbatas. Di IDF, kami mendapatkan detail lebih lanjut tentang bagaimana ini dapat bekerja di salah satu dari solusi tersebut.
Selama keynote, Rob Crooke, wakil presiden senior dan manajer umum Intel Non-Volatile Memory Solutions Group, mengumumkan bahwa Intel berencana untuk menjual pusat data dan SSD notebook serta DIMM berdasarkan memori baru pada tahun 2016 dengan nama merek Optane. Dia mendemonstrasikan SSD Optane yang menyediakan lima hingga tujuh kali kinerja SSD tercepat Intel saat ini yang menjalankan berbagai tugas.
Belakangan, ia dan Al Fazio, rekan senior Intel dan direktur pengembangan teknologi memori, menyampaikan banyak detail teknis - meskipun mereka masih menyimpan beberapa informasi penting, seperti bahan aktual yang digunakan untuk menulis data.
Dalam sesi itu, Crooke mengangkat sebuah wafer yang katanya berisi memori 3D XPoint, yang akan mencakup 128 Gbits penyimpanan per mati. Secara total, mereka mengatakan wafer penuh bisa menampung data 5 Terabyte.
Fazio berdiri di sebelah model memori, yang katanya 5 juta kali ukuran sebenarnya. Dia menggunakan model ini, yang hanya menunjukkan penyimpanan 32 bit memori, untuk menjelaskan cara kerja struktur.
Dia mengatakan itu memiliki struktur titik silang yang cukup sederhana. Dalam pengaturan ini, kabel tegak lurus (kadang-kadang disebut garis kata) menghubungkan kolom submikroskopik, dan sel memori individu dapat diatasi dengan memilih kabel atas dan bawahnya. Dia mencatat bahwa dalam teknologi lain, satu dan nol ditunjukkan dengan memerangkap elektron - dalam kapasitor untuk DRAM dan dalam “gerbang mengambang” untuk NAN. Tetapi dengan solusi baru, memori (ditunjukkan dalam warna hijau dalam model) adalah bahan yang mengubah sifat curahnya - artinya Anda memiliki ratusan ribu atau jutaan atom yang bergerak di antara satu dan nol dengan resistivitas tinggi dan rendah. Masalahnya, katanya, adalah dalam menciptakan bahan untuk penyimpanan memori dan untuk pemilih (ditunjukkan dengan warna kuning dalam model) yang memungkinkan sel-sel memori untuk ditulis atau dibaca tanpa memerlukan transistor.
Dia tidak akan mengatakan apa bahannya, tetapi memang mengatakan bahwa sementara itu memiliki konsep dasar bahan yang berubah antara resistansi tinggi dan rendah untuk menunjukkan satu dan nol, itu berbeda dari apa yang sebagian besar di industri menganggap RAM resistif, karena itu sering menggunakan filamen dan sel sekitar 10 atom, sementara XPoint menggunakan sifat massal sehingga semua atom berubah, yang membuatnya lebih mudah untuk dibuat.
Fazio mengatakan konsep ini sangat scalable, di mana Anda bisa menambahkan lebih banyak lapisan atau skala pabrikan ke dimensi yang lebih kecil. 128 Gbit chip saat ini menggunakan dua lapisan dan diproduksi pada 20nm. Dalam sesi tanya jawab, ia mencatat bahwa teknologi untuk membuat dan menghubungkan lapisan tidak sama dengan untuk 3D NAND dan membutuhkan beberapa lapisan litografi, sehingga biaya dapat naik secara proporsional saat Anda menambahkan lapisan setelah titik tertentu. Tetapi dia mengatakan itu mungkin ekonomis untuk membuat chip 4-layer atau 8-layer, dan Crooke bercanda bahwa dalam tiga tahun, dia akan mengatakan 16 lapisan. Dia juga mengatakan secara teknis dimungkinkan untuk membuat sel multi-level - seperti MLC yang digunakan dalam NAND flash - tetapi butuh waktu lama untuk melakukannya dengan NAND dan tidak mungkin terjadi segera karena margin produksi.
Secara umum, Fazio mengatakan kita bisa mengharapkan kapasitas memori meningkat pada irama yang mirip dengan NAND, dua kali lipat setiap beberapa tahun, mendekati peningkatan gaya Hukum Moore.
Pada 2016, Intel akan menjual Optane SSD yang diproduksi dengan teknologi baru dalam standar 2, 5 inci (U.2) dan faktor bentuk ponsel M.2 (22mm x 30 mm), kata Crooke. Ini akan berguna dalam aplikasi seperti mengaktifkan game imersif dengan dunia terbuka besar, yang membutuhkan kumpulan data besar.
Sementara demonstrasi awal menunjukkan peningkatan lima hingga tujuh kali pada kotak penyimpanan standar, Fazio mengatakan bahwa dibatasi oleh hal-hal lain di sekitar kotak penyimpanan. Dia mengatakan Anda bisa "melepaskan" potensi dengan melepasnya dari bus penyimpanan dan meletakkannya langsung di bus memori, itulah sebabnya Intel berencana untuk merilis versi tahun depan menggunakan standar NVMe (non-volatile memory express) di atas PCIe. Banyak vendor sekarang menawarkan flash NAND melalui bus PCI, dan mereka mengatakan kinerja XPoint akan jauh lebih baik di sana.
Penggunaan lain mungkin menggunakan memori ini secara langsung sebagai memori sistem. Menggunakan prosesor Xeon generasi berikutnya - belum diumumkan, tetapi disebutkan dalam sejumlah sesi - Anda harus dapat menggunakan XPoint secara langsung sebagai memori yang memungkinkan empat kali memori maksimum DRAM saat ini dengan biaya lebih rendah. 3D XPoint agak lebih lambat dari DRAM, tetapi mereka mengatakan latensi diukur dalam dua digit nanodetik, yang cukup dekat dengan DRAM dan ratusan kali lebih cepat dari NAND. (Perhatikan bahwa kecepatan baca NAND jauh lebih cepat daripada kecepatan tulisnya, dan bahwa NAND menangani memori di halaman, sementara DRAM dan XPoint menangani memori pada level bit individual.)
Intel akan menawarkan memori dalam slot DIMM yang mampu DDR4 tahun depan juga, kata Crooke, sementara diagram menunjukkan itu akan digunakan bersama dengan DRAM, dengan memori tradisional bertindak sebagai cache write-back. Mereka mengatakan ini dapat bekerja tanpa perubahan pada sistem operasi atau aplikasi.
Crooke berbicara tentang potensi penggunaan memori ini dalam aplikasi seperti layanan keuangan, deteksi penipuan, iklan online, dan penelitian ilmiah seperti genomika komputasi - karena sangat baik untuk berurusan dengan set data besar, menawarkan akses data acak cepat. Namun dia mengatakan itu juga akan bagus untuk permainan yang mendalam dan tidak terputus.
Masih ada banyak pertanyaan terbuka, karena produk belum dikirim, jadi kami belum tahu harga sebenarnya, spesifikasi, atau model tertentu. Dia menjelaskan bahwa Intel bermaksud menjual memori hanya sebagai bagian dari modul tertentu, bukan sebagai komponen memori mentah. (Micron, yang juga akan menjual produk berdasarkan materi, belum membuat pengumuman tentang produk tertentu.)
Dengan asumsi harga ternyata masuk akal dan bahwa teknologi terus maju, saya bisa melihat penggunaan besar untuk teknologi yang cocok antara DRAM dan NAND. Sangat tidak mungkin untuk mengganti - DRAM harus tetap lebih cepat dan 3D NAND kemungkinan akan tetap lebih murah untuk beberapa waktu - tetapi itu bisa menjadi bagian yang sangat penting dari arsitektur sistem ke depan.
